中學生的國際科學交流—
日本櫻花科技計畫交流訪問
陳珮文 高雄女中 u930338@gmail.com前言
今年(2016 年)三月有幸受日本姊妹校-立命館中學(Ritsumeikan senior high school) 之邀，到日本進行為期一週的櫻花科學計畫 (Sakura Science Plan)，對於日本的科學教育 推廣有些許認識。而這一切的緣分皆來自於 與姊妹校立命館田中博校長在新加坡科學挑 戰賽的相遇開始。當時在新加坡，田中校長提出一個跨國 合作的科學計畫 —日本超級科學高中計畫 (Super Science High School)，用網路聯繫彼 此互相交流，最後在台灣合作發表成果。雖 然一開始很混亂，聯繫上困難度頗高，但是 等學生們真的見了面以後，彼此互相討論， 腦力激盪，激發出不同的火花。也從不熟悉 到慢慢建立情誼，合作完成一份報告。從報 告中可以見識到各組的默契與專長，可以看 到有的組別是分工精細，也有的是先做再討 論，邊做邊修正；也看到日本學生的沉穩和 台灣學生的機智與英文能力。這個過程中， 也讓我學習到如何與學生磨合培養默契，引 發學生接續研究的興趣!更重要的是我的學 生從不敢講到有自信地站在台上論述自己的 想法，是個很不一樣的變化! 另外，難得的是這次交流的學校是日本 政府為促進科學教育發展，各高中組成了科 學高中聯盟，所以遇到的老師們是聯盟中八 所高中的老師，交談中可以略知各校的狀況 與特色；另外，雖然是科學活動，卻不僅是 科學老師參與，也有英文老師參與。立命館 中學也請外籍老師前來協助指導學生在表達 上的一些要點。除了科學素養，也要學著去 表達自己的思路；而在活動過程中，不時可 以看到老師們拿著一本小冊子做紀錄，紀錄 活動的流程與心得。聊天時，他們提到這些 紀錄可以帶回去分享給其他老師，也可做為 下次活動辦理的參考。 學生與合作的日本學生合照留念。
日本櫻花科技交流六日行
日 本 櫻 花 科 技 計 畫 (Sakura Science Plan)是日本科技部開放給日本的高中大學 去邀請亞洲學校來日本參訪，參觀一些著名 的博物館或是科學研究機關。所以是立命館 中學邀請姐妹校雄女與雄中兩校一同前往交 流。 圖 1：雄中與雄女學生們出發前合影。 第一天：相見歡 2016 年三月，我與雄中盧政良老師各自帶著四位參與先前超級科學高中計畫的學生 前往日本參訪。一到關西機場是由立命館中 學的英文老師武田菜菜子老師接應我們，帶 著我們搭車前往立命館大學的大阪新校區 (OIC : Osaka Ibaraki Campus)，一到新校區就 見到熟悉的面孔：鳥島裕之先生以及先前來 過台灣的日本學生 Hitomi 與 Yugo，一下車 就是先彼此問候。前兩天我們就住在 OIC 校 區內的國際學生宿舍，乾淨清爽，也有著適 合交流的交誼廳，讓大家彼此交換訊息。第 一天晚上我們就在宿舍的交誼廳舉行了歡迎 會，藉由遊戲彼此熟悉，增進感情。 圖 2：在宿舍交誼廳進行 歡迎會。 圖 3：台日學生相見歡。 第二天：大阪大學雷射中心與泡麵博物館 第二天我們就搭上火車再轉公車前往大 阪 大 學 的 雷 射 中 心 (Institute of Laser Engineering ,Osaka University)參觀，特別請 到了雷射中心主任西村教授來為我們介紹中 心主要研究。教授一開場就先說他自己是灣 生的後代，瞬間拉近了我們之間的距離，覺 得特別的親。而他的開場白也十分地平易近 人，首先就先問學生 Do you know how much power does a human generate?’後來他用每人 平均每日的熱量攝取算出大約是 100Kcal,並 應用至雷射光的功率，讓學生立即有個數量 級的概念。他更一一介紹在雷射中心的主要 任務-核融合技術開發所需要的元件。也有一 些小試驗讓學生可以體驗這些元件的作用。 而雷射中心也希望能用高功率雷射讓核融合 反應可以在更小更集中的空間作用，並有效 利用。 圖 4：大阪雷射中心自製聚焦鏡片。 下午則前往泡麵博物館，體驗泡麵的製 作過程。印象深刻的是，日本學生在博物館 人員講解時，身兼英文翻譯，翻譯給我們聽 有關於泡麵的歷史，也得知原來泡麵發明者 其實是台灣人!在輕鬆的體驗拉麵製作的同 時，也觀察到日本工作人員的嚴謹，每一個 步驟都再三確認，且工作檯上必定是每換一 次程序就清理一次，泡麵製成的鐵盤上標有 數字方便辨識作品，這些細節都令人讚嘆。 圖 5：泡麵包裝與內容物都是學生自己製作設 計完成的。 圖 6：學生體驗製作泡麵。
而晚上則是雙方的發表時間，日本學生 Yugo Nasu 發表了他的社會科學探究作品， 主題是在災害發生時如何有效快速地疏散人 群。他利用小鋼珠模擬人群流動，並討論有 二到四個出口情況前疏散所花的時間。當下 覺得這個題目很有趣，沒有想過這樣的社會 議題可以結合實驗去做一個討論，甚至有可 能為未來災害救難時可以派上用場。是個很 實際的題目!也讓學生驚呼這很神奇。而我們 則是就先前的小口徑中的聲速傳遞持續探究 做發表，也得到一些寶貴的建議。彼此都受 益良多! 圖七：立命館中學學生發表其專題：如何解決活動出 口的人群阻塞，設計實驗模型說明如何最有效 疏散人群。 圖八：雄女學生發表專題-聲速在小管口徑中的聲速變 化及其相對應用。 第三天：立命館大學小型同步輻射中心與京 都大學博物館 第三天則是前往立命館大學的 BKC 校 區(Biwako-Kusatsu Campus)參觀小型同步輻 射中心。在出發以前我就對這個行程非常有 興趣，因為自己念碩士的實驗室就是在台灣 的同步輻射中心，很好奇在日本的大學裡如 何建構自己的小型迴旋加速器!一進去難波 教授準備了豐富充實的簡報，詳細地把同步 輻射中心所應用的光譜，裝置到各種實驗計 畫介紹給我們，讓學生驚呼原來同步輻射光 可以做這麼多的應用，也看到不同學科的合 作，例如 X 光顯微鏡可以看出生物不同的結 構。簡報結束也帶我們進去光束線工作站參 觀各個不同的實驗。聽田中校長說大學端也 跟高中合作，每年寒暑假會有一些高中生與 輻射中心的教授做專題。雖然工作站空間大 約只有台灣的一半，卻有 14 條光束線，足以 做一些基本實驗去測量，正是所謂麻雀雖小， 五臟俱全。 圖 9：在 SR center 前合照。 圖 10：難波教授在說明 X 光顯微鏡在生物上的應用。 下午則是參觀京都大學博物館與金閣寺。 京都大學博物館內主要以生物標本收藏為主， 十分細緻。而有另一區則是擺放精巧儀器， 有一些利用物理原理所製作的儀器，不禁讚 嘆他們的巧思。金閣寺則是展現了京都傳統
之美，讓我們可以好好感受京都文化與神社 的莊嚴。 第四天：橫濱的三菱工業博物館 第四天則搭著新幹線就前往東京，這一 天有一位美籍的數學老師廣松光一郎加入跟 著我們一起前往橫濱，特別的是他很喜歡日 本文化，所以已經歸化日籍，為日本的科學 教育盡一份心力。抵達東京後，稍作休息我 們 即 前 往 橫 濱 的 三 菱 工 業 博 物 館 (The Mitsubishi Minatomirai Industrial Museum)， 一進門就先看到縮小版的火箭模型，實際的 火箭也是由三菱企業所製作的。博物館就像 是小型的高雄科工館一般，有著許多交通工 具的模型，也有一些簡易裝置可以讓學生了 解基本的物理原理; 各區也架設觸控式螢幕 講解,讓學齡中的小孩可以藉由互動增進興 趣；而飛機座艙模型旁邊的螢幕則教你如何 做出最適合各種狀況的機型，原理解釋得也 很清楚,。在這裡可以看到企業對於日本的科 學教育推廣也貢獻不少心力。 圖 11：日本學生與雄中老師討論火箭問題。 圖 12：說明轉輪形狀的改變造成節拍的不同。 傍晚回到飯店的會議室，邀請了三位日 本立命館中學參與超級科學高中計畫的校友 回來分享，分享他們的人生觀與經歷。三位 校友就自己的經歷對學弟妹分享他們一路走 來的心得與建議。而讓我最印象深刻是的第 三位校友長田小姐，現職為外交部發言小組 的一員，看似跟科學無關，但她卻說高中所 參與的這些科學計畫，讓她在工作上發表議 題相關言論時，更能得心應手，也能立即掌 握重點。她也鼓勵學弟妹多出去看看世界， 去冒險，對於有興趣的事物要把握機會，並 享受冒險的過程，接受多樣化的文化。你就 會在其中找到你的目標! 這樣的分享可以讓 學生暫時拋開課業，而去思考一下未來的自 己應該是什麼模樣。 第五天：未來科學館 第五天則是到了未來科學館，學生與老 師們都興致勃勃，因為裡面有許多高科技的 裝置，讓人耳目一新，最著名的就是會轉動 的地球(Geo-Cosmos) 是日本科學未來館的 標誌性展品，第一個採用有機 EL 顯示器的 球體顯示屏，以 1000 萬像素以上的高分辨率 生動地展現了閃耀在太空的地球形象。另外 還有豐富的常設展，像是機器人，網絡介紹 與球幕影院…等。印象最深的是有一個實驗 室是與大阪大學合作，從人的走路模式辨識 年齡，還分析你步行時各種特性，十分有趣。 去的時候也剛好遇到講座特別介紹最新科技 2014 諾貝爾物理獎得主中村修二所研發的 藍光 LED，從如何觀測光譜開始介紹，現場 許多民眾皆專注聆聽。只可惜的是沒有英文 翻譯，我只能從動作大致判斷在介紹什麼。 另外，印象深刻的是所遇到的志工英文能力 都很不錯，讓我從他們的介紹中得到不少新 知識!整個科學館的科技非常新穎，設計也十 分有趣，是個可以讓大人與小孩皆能從中學 習科學的好地方!
圖 13：科學講座-2014 諾貝爾物理獎-藍光 LED。 圖 14：認識大腦部位的互動裝置。 而下午則邀請了資深的校友回來分享， 其中沈國雄醫生更是雄中校友，多了點親切 感。同時雄中，雄女與立命館中學學生們合 作報告 12 月的合作專題-Magnetic Train。學 生們台風穩健，用英文與日文同時交錯報告， 成功地呈現他們花費許多時間與心血的成 果! 晚上則因為學生有些許水土不服，在光 一郎老師陪同下，走了一趟醫院之旅。因為 日本沒有健保制度，看診和領藥都是十分龐 大的費用，全部加起來大概有兩萬日幣。幫 學生看診的是一位女醫生，雖然她知道學生 聽不懂日語，但她在問話時總是看著學生的 眼睛，雖然語言不同，但依然感到親切。 第六天：Sony 總公司與日本海洋開發研究機 構 第六天則是前往 Sony 總公司的 Show room 與 日 本 海 洋 開 發 研 究 機 構 (JAMSTEC)。
聽說 Sony show room 一般學校機構是 無法進去的，通常都是合作採購業者才能進 去參觀，而田中校長特地請認識的人通融， 讓我們進入參觀。一開始就是三個大螢幕呈 現 SONY 高科技技術拍攝出來的影片，看得 令人目不轉睛。後續還體驗了 SONY 研發的 多功能互動軟體，可以手在空中揮一揮就點 播自己愛聽的音樂，也可以與影片中的機器 人互動。也見識到所謂的高畫質 4D 與高音 質，在家裡猶如在電影院的享受，真的是大 開眼界。 到了海洋研究機構，則由武內小姐為我 們做詳細介紹。還帶我們去看遠端遙控偵測 機 KAIKO (可深達 11KM)以及深海潛水艇 SHINKAI6500(可在 6500m 做探查)，這些深 海中的偵查機可以收集資料，協助了解深海 資源與生物型態。武內小姐也特別提到由於 海洋深度改變時，壓力變化較大，所以每次 放下潛水艇與拉起來的時間就要五個小時， 又不希望在晚上進行，所以可以測量時間不 多，每次進入深海調查時，都需要把握時間 收集完整的資料。而最令人難忘的是將保麗 龍杯加壓的實驗，在實驗前，大家原本預測 杯子會碎掉，但出乎意料之外，杯子竟隨著 壓力越來越大而被變小了，而且表面會產生 的一層氣泡。當杯子回到正常的一大氣壓時， 就不會回到原狀，而是變得好小好可愛，杯 上的圖案顏色也變得更鮮豔。 除了海洋研究，他們也做了關於地震的 研究，只是時間不足無法再繼續介紹，令人 扼腕，也對於這國家機構其研究深度感到驚 艷!
圖 15：武內小姐示範壓力對於泡麵杯造成的影 響，並用顯微鏡顯示其構造。 圖 16：潛水艇 SHINKAI 6500。 參觀完海洋機構後，所有的日本學生就 必須先離開回到自己的家了，這時候大家開 始彼此擁抱祝福，並互送紀念品表示彼此友 誼長駐。最後一天晚上，田中博校長在飯店 大廳裡很慎重的一一將代表 Sakura Science 的會員證書與徽章頒發給每位學生與老師， 表示彼此的友誼與交流長長久久。這次的參 訪除了認識到日本科學教育以外，也為我們 彼此帶來台日之間的友誼。
